Основы органической химии для студентов нехимических специальностей - Тейлор Г.
ISBN 5-03-000281-2
Скачать (прямая ссылка):
Хотя химическая роль всех коферментов пока еще до конца не выяснена, удалось установить некоторые детали определенных функций коферментов. Здесь будет описано химическое поведение двух коферментов, причем особое внимание будет обращено на тот процесс, при котором благодаря объединению субстрата и кофермента становится возможной реакция, энергетически неосуществимая для изолированной молекулы субстрата.
Тиаминпирофосфат (ТРР, см. выше)—основной кофактор ферментативного декарбоксилирования 2-оксокислот (например, пировиноградной кислоты, разд. 5.7.1) и 2-оксоглутаровой кислоты (разд. 16.2). Химически важной частью молекулы тиамин-пирофосфата является тиазольный цикл (ниже показано сокращенное обозначение, используемое в данной книге):
Me Z
X—N.
.S
с
н
Me Z
Me Z
Н
тиаминпирофосфат
Ароматические соединения, нуклеиновые кислоты
311
Группа СН между атомами азота и серы обладает слабой кислотностью из-за индукционного эффекта двух соседних электроотрицательных атомов. Отрыв протона под действием основания дает цвиттер-ион, который является химически активной частицей. (Заметим, что свободная электронная пара карбанио-на находится на $р2-орбитали, лежащей в плоскости цикла и перпендикулярной ароматическим я-орбиталям, так что отрицательный заряд не может быть делокализован за счет сопряжения с ароматической системой.) Образовавшийся карбанион реагирует по схеме, идентичной схеме альдольной реакции (разд. ¦7.1.4,В). Реакция с пировиноградной кислотой осуществляется -следующим образом:
Ме
*-чс/
3
Ме / ,Z
К^.,-=К
Х '%СХ 13Сре5ы
сн,—с——сочН сн^ с cOiH СН—•— ео2н
J ь ' i- Ан
В полученном по этой реакции продукте присоединения пировиноградной кислоты к ТРР (I) расположение карбоксильной функции и ненасыщенной системы способствует декарбоксили-рованию с образованием промежуточного соединения II
(разд. 15.2.3). Интермедиат II затем протонируется и расщепляется с выделением уксусного альдегида.
Ме /. Ме. 7 Me Z
.)={ *)=Ч.
x“NV5-^r ” *“Ч/
|Ч л цч + |?>
сн-с-с^ CHj-C—н
I 0—Н* „ / \ ,. I4
он
основание
'•) Cllj ОН / о)
основание
СН3СН=0 f- X—Js
Суммарная реакция СНзСОСОгН-э-СНзСНО + СОг является одной из завершающих стадий спиртового расщепления глюкозы под действием дрожжей (разд. 3.1.1). Альтернативно
312
Глава 19
соединение II может взаимодействовать с липоевой кислотой (разд. 5.7.1), которая, действуя как окислитель, удаляет боковую цепь в форме ацетильной группы.
Me Z
Ь
/д
СН, / о.!
S-r-S
R=(CH2)4 со2н
Me Z
м
Me
3*—к s-----
CHf-C—о—н
I -J
s s-^
x-\c/s
о
сн3с^
¦I
S SH
CoASH HS SH CH3 COSCoA + С )—R
Впоследствии тиоэфир восстановленной липоевой кислоты переносит свою ацильную группу на кофермент А по типичному механизму переэтерификации (разд. 8.3.4). Полной реакцией является окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты (суммировано в разд. 5.7.1).
Другим типом ферментативной реакции, где в качестве кофермента используется тиаминпирофосфат, является транс-кетонолизация:
СН2ОН I
СО сно I +1
СНОН R'
I
R
Например:
СН2ОН I
С=0 I
НО—С—н I
Н—С—он I
СН2ОР03Н2
D -КСИЛ030-5-фосфат
СН20Н
I
СНО СО
— I +1 R СНОН
I
R'
СНО
I
Н—С—ОН I
-f- н—с—он I н—с—он
СН20Р03Н2
D-рибозо-
5-фосфат
СНО
I
н—С—ОН I
СНдОРОзНг
-h
D -глицеральдегид-3-фосфат
Ароматические соединения, нуклеиновые кислоты
313
СН.ОН
I
с=о
но—А—н I
+ н—с—он н—А—он
он
^„ОРОзНг d -седогептулозо-7-фосфат
Перенос двухуглеродного фрагмента можно объяснить с помощью следующей схемы:
у, 2. Me ^
>=< X х
х-\г/"У™»
снгон у
чЦ /\ _
^ НС о —^
СНОН /\*-ч
R О—Hv
Me
